Traverses en béton armé: principaux types, caractéristiques

06-04-2018
Construction

Dans cet article, nous allons parler de ce que sont ces produits, ainsi que des caractéristiques de leur production et de leur fonctionnement. Déterminez les endroits où les traverses en béton sont utilisées et quelles sont les exigences pour les fabricants de ce type de matériaux.

Initialement, des barres de pierre étaient placées sous les rails. Un peu plus tard, la pierre a été remplacée par du bois, qui possédait non seulement les meilleures qualités d'amortissement, mais était également plus facile à usiner. Cependant, la situation n’a changé de façon spectaculaire qu’au début de la production de traverses en béton armé.

Prêt à installer des traverses

Un peu d'histoire

Sur la photo - traverses en bois après une opération prolongée.

Comme nous l’avons déjà mentionné, l’histoire des chemins de fer comporte plusieurs types de supports qui s’insèrent sous les rails. Toutes les solutions présentaient un certain nombre de défauts opérationnels. Par exemple, la pierre était extrêmement difficile à traiter et avait des propriétés d'amortissement faibles.

En outre, malgré la résistance apparente, ces plaques ne constituaient pas la solution la plus durable, car en raison de contraintes mécaniques prolongées, elles se sont fissurées et sont devenues complètement ou totalement délabrées.

Un peu mieux traiter avec les produits du bois. Ces dormeurs ont été souri pour se protéger de l’impact négatif des facteurs environnementaux. Mais le bois, tôt ou tard, en dépit du traitement spécial, se décompose. Et, par conséquent, les voies ferrées doivent être réparées.

Malgré de bonnes qualités d'amortissement, le bois présente un inconvénient majeur: il s'agit du prix élevé des sciages, même avec la simplicité de leur usinage. La situation s'améliora dans la seconde moitié du XXe siècle, lors de la mise au point des premiers traverses de chemin de fer.

Bien que les produits du bois soient encore utilisés sur les branches secondaires, ce sont des structures en béton armé qui sont raisonnablement considérées comme la solution la plus moderne et la plus prometteuse.

Caractéristiques principales

Schéma et dimensions des traverses en béton armé 1

Les instructions pour l'utilisation de traverses en béton armé dans l'espace post-soviétique ont été testées depuis plus de 40 ans.

Conformément à GOST 23009, les traverses en béton modernes sont des supports de rail réalisés sous la forme de poutres de section et de taille variables. Le produit est renforcé avec du fil de renforcement d'un diamètre de 3-6 mm, en fonction de la modification.

En cours de fonctionnement, le produit est placé sur la couche de ballast. Comme appliqué aux routes conventionnelles, les gravats de grande taille sont utilisés comme remblai de lest, et une base en béton de type dalle est utilisée pour la construction du sous-sol.

Image schématique du type ŽBI Š1

Les produits en béton armé, utilisés comme supports sous rails, constituent la solution optimale, aussi bien pour les joints que pour les autres catégories de voies.

La pertinence de ces structures s'explique par un certain nombre d'avantages techniques et opérationnels, notamment:

  • longue ressource opérationnelle;
  • indicateurs optimaux de résistance aux effets négatifs des facteurs environnementaux;
  • résistance aux contraintes mécaniques;
  • non susceptible de pourrir pendant toute la durée de vie;
  • possibilité de monter sur les rails avec n'importe quel niveau de charge;
  • prix relativement bas;
  • coûts minimums requis pour la maintenance;
  • simplicité de pose et d'installation par rapport aux analogues en bois;
  • identité absolue des tailles et des formes, ce qui garantit la commodité du transport et de l'expédition.
Sur la photo - pinces pour porter des traverses

Existe-t-il des inconvénients susceptibles d’affecter défavorablement l’utilisation de ces produits en béton?

Il y a peu de tels défauts:

  • Premièrement, il s'agit de la probabilité de rupture en fatigue de la structure en béton et, par conséquent, de la nécessité d'inspecter périodiquement les voies.
  • Deuxièmement, le poids des traverses en béton armé (270 kg) empêche de le faire soi-même sans utiliser d’équipement spécial. Par conséquent, contrairement aux analogues en bois, les structures en béton sont installées au moyen de machines spéciales de pose de liens.

Portée et conditions d'utilisation

Représentation schématique des traverses en béton armé de type 3 et Ш3Д

Les traverses fabriquées en béton armé précontraint sont couramment utilisées dans la construction de voies ferrées dans le monde entier.

Compte tenu de la variété des conditions climatiques dans lesquelles ces produits sont exploités, ainsi que du degré variable de contrainte mécanique, la production de traverses ainsi que la qualité du produit fini sont soumises à des exigences croissantes. depuis 30 à 60 ans.

Demi-lit en béton armé pour la pose des voies de circulation des ponts roulants

Le remplacement omniprésent des supports en bois habituels par des pièces en béton armé s’explique non seulement par la résistance et la durabilité, mais également par les délais serrés de production.

Par exemple, pour la production de produits en béton armé prêts à être installés, il ne faut que quelques heures, ce qui est très pratique pour la construction d’une grande succursale et un approvisionnement constant en grands volumes de matériaux de construction. Là encore, les produits en béton peuvent être réparés et adaptés aux besoins opérationnels en utilisant des trous de forage au diamant dans le béton.

Important: Les traverses fabriquées par des fabricants nationaux utilisant du béton armé précontraint conformément aux exigences de GOST dépassent les analogues étrangers en termes de capacité de charge et de consommation de matériau.

Exigences applicables aux traverses de chemin de fer

Installation de traverses en rail et en béton avant la pose sur le remblai

Comme on l'a déjà mentionné, les conditions d'utilisation des tirants transversaux imposent des exigences élevées à la technologie de production de ces produits en béton armé, et notamment à la technologie de production de béton armé précontraint.

Le matériau et le produit fini sont soumis aux exigences suivantes:

  • La force, suffisant pour transférer la puissance de précontrainte après quelques heures (le temps est réglé en fonction de la modification des produits en béton) à la fin du processus de production.
  • Consistance maximale possible béton fraîchement préparé.
  • Précision des tailles et des formes - Un ordre de grandeur supérieur aux exigences similaires pour d'autres catégories de structures en béton armé et en béton armé communément utilisées. Par ces exigences, on entend des tolérances pour l'angle d'inclinaison, la longueur et la largeur des éléments structurels individuels. Dimensions particulièrement contrôlées dans les zones adjacentes aux rails.

Important: En Europe occidentale, les exigences techniques qui déterminent la qualité du matériau de base utilisé dans la fabrication des traverses en béton sont régies par la norme EN 13230. La classe de résistance du matériau de base dans la production nationale est déterminée par les exigences plus élevées définies dans le document GOST 26633.

Technologie de fabrication

Formes pour couler le béton avec des barres de précontrainte

Que la fondation soit faite de traverses en béton armé ou que les matériaux en béton soient utilisés aux fins prévues, la résistance de ces éléments de structure sera garantie. Les qualités de performance des produits finis sont fournies par les technologies de production.

Bien que bon nombre de méthodes de fabrication de traverses aient été testées pendant plus de cinquante ans, on utilise aujourd'hui couramment les quatre technologies de production les plus courantes qui répondent aux exigences des normes internationales.

  • Carrousel technologique avec retrait retardé du formulaire. La particularité de ce procédé technologique est que le mélange fini est coulé dans des moules et compacté. Le retrait du produit de la forme n’est effectué qu’après la réalisation des indicateurs de résistance optimaux, suffisants pour l’application de la précontrainte d’effort. Dans le processus de fabrication, des formes spéciales de cassettes pliables sont utilisées, pouvant accueillir jusqu'à six unités du produit. En raison de l'utilisation de mécanismes de tension spéciaux, il est prévu la précontrainte des tiges de renforcement, qui est ensuite transférée au béton et lui assure une adhérence optimale. Une fois la traverse en béton armé prête, le moule peut être démonté et immédiatement appliqué pour le cycle de production suivant. Le nom de la méthode est expliqué par le type de processus de production et les caractéristiques de construction des formulaires utilisés, situés sur le système de transport de type carrousel. Cette méthode est largement utilisée en Europe occidentale et est considérée comme la plus prometteuse et technologiquement avancée.
  • Technologie linéaire. Indépendamment du fait que la demi-traverse en béton armé est conçue pour des grues sur rails ou un produit de taille normale, le processus de production peut être mis en œuvre sur la base d'une technologie linéaire. Pendant le processus de production, un convoyeur est utilisé avec une série de formulaires consécutifs. En règle générale, la longueur totale de la chaîne n’est pas inférieure à 100 mètres. Aux extrémités des coffrages, des dispositifs spéciaux sont utilisés, qui non seulement recouvrent le coffrage, mais transmettent également la précontrainte aux armatures. Au fur et à mesure que le mélange sèche, la force est transférée au béton.
  • La technologie de suppression de la forme avec la tension ultérieure.
Sur la photo - une ligne moderne pour la production de traverses aux normes européennes occidentales.

Dans ce cas, des modèles sont insérés dans les formulaires afin de déterminer l'emplacement du ferraillage métallique. Ensuite, le béton est coulé dans des moules et compacté.

Pendant le durcissement, des broches métalliques sont insérées dans le mélange, auquel une force mécanique est appliquée. Après un court laps de temps, le formulaire est démantelé et les modèles sont récupérés. L'avantage de cette méthode est que le processus est essentiellement ininterrompu et qu'un nombre limité de formulaires est donc nécessaire pour obtenir le résultat souhaité.

  • Technologie de suppression de la forme avec une tension préliminaire. Dans ce cas, le formulaire est supprimé aussi rapidement que dans la méthode précédente. La seule différence significative de ce processus technologique est que la force de tension est transmise au produit non pas par les broches mais par les cadres.

Caractéristiques d'installation, de réparation et d'élimination des traverses en béton armé

Sur la photo - l'opération d'un palpateur mobile

La pose de voies de chemin de fer à l'aide de traverses en béton présente un certain nombre de caractéristiques.

Lors de la construction des voies ferrées, les rails et les traverses en béton sont montés sur la toile initialement préparée à base de sol, de sable et de pierre concassée. .

La pose se fait au moyen de complexes mécanisés, ce qui permet de minimiser le degré d'utilisation du travail physique. En conséquence, le coût du processus d'installation est réduit et, en outre, le temps de mise en œuvre pour la pose de la voie dans son ensemble est réduit.

Comme mentionné précédemment, la durée de vie opérationnelle des traverses en béton est limitée à 30 à 60 ans. Mais de tels paramètres de durabilité ne sont possibles que si l'état des chenilles est régulièrement inspecté afin de détecter toute rupture ou déformation partielle.

Par exemple, l'état des vis qui fixent la doublure à la traverse affecte l'état de fonctionnement des marchandises en béton. Si la vis est cassée et que le dysfonctionnement n'est pas détecté à temps, il est probable que la garniture lors du passage du composé heurte le béton, provoquant ainsi des contraintes de fatigue. (Voir aussi l'article Durcissement du béton: caractéristiques.)

Si le problème persiste après la rupture d'une tête de vis, des microfissures apparaissent assez rapidement dans le béton, entraînant la destruction partielle ou totale des traverses.

Sur la photo - le travail d'un complexe mécanisé pour l'élimination des déchets de construction solides.

À l'expiration de la durée de vie ou en raison de dommages naturels, les traverses doivent être remplacées. Dans le même temps, vous devez vous débarrasser des installations impropres à la consommation.

Étant donné que la coupe du béton armé avec des cercles de diamant aux fins de meulage est un processus inutilement coûteux, le traitement est effectué à l'aide de complexes mécanisés spéciaux. L'élément de travail principal du complexe est un concasseur à mâchoires, qui écrase les produits en béton à la consistance de pierres concassées de taille moyenne ou petite. (Voir aussi l'article Durcissement du béton: comment faire.)

Les traverses recyclées peuvent ensuite être utilisées comme matériaux de remblayage ou pour la formation de talus.

Conclusion

Vous savez maintenant combien pèse la traverse en béton armé, comment elle est fabriquée et quelles sont ses caractéristiques opérationnelles. Il faut supposer que l'utilisation de ces produits concrets sera pertinente et demandée pendant longtemps.

En effet, malgré le développement des traverses entièrement en plastique au Japon, c’est précisément la conformité de GOST aux traverses en béton qui garantit une combinaison optimale de résistance, de durabilité et de coût acceptable. Vous pouvez trouver des informations plus utiles et intéressantes en regardant la vidéo dans cet article.